E=mc2. Биография самого знаменитого уравнения мира - Дэвид Боданис

Через сорок лет после полученного от Эддингтона отпора Чандра, наконец, вернулся к посвященным черным дырам исследованиям. Существуют фотографии, на которых ярко одетые молодые физики начала 1970-х сидят за столом кафетерия Калтеха, слушая этого относящегося к поколению их дедов человека в превосходно сшитом костюме. Он превзошел почти всех их энергичностью, с которой занялся новыми приложениями общей теории относительности, и в 1983 году, более чем через полстолетия после того плавания, опубликовал фундаментальные работы по математическим основам теории черных дыр. В том же году он получил Нобелевскую премию, а затем, следуя своему обыкновению, снова сменил направление деятельности, занявшись тщательным изучением Шекспира и эстетики вообще.

В середине 1999 года НАСА запустило большой спутник, который ведет наблюдение за глубоким космосом и способен получать изображения ближайших окрестностей черных дыр. Этот спутник, пролетающий над Аравийским морем, Кембриджем и Чикаго, называется РЕНТГЕНОВСКОЙ ОБСЕРВАТОРИЕЙ «ЧАНДРА».

Хотя ЭРВИН ФРЕЙНДЛИХ и не попал в наблюдавшую за солнечным затмением экспедицию 1919 года, он снова воспрянул духом, когда промышленники новой Веймарской республики пожертвовали значительные средства на строительство большой обсерватории в Потсдаме. Она позволяла предпринять дальнейшие проверки точности предсказаний общей теории относительности даже без солнечных затмений. Компания «Цейс» поставила для нее оборудование, а великий архитектор-экспрессионист Мендельсон спроектировал ее здание — это знаменитая «Башня Эйнштейна», изображение которой можно увидеть во многих книгах, посвященных немецкой архитектуре 1920-х.

При поддержке Эйнштейна Фрейндлих стал научным руководителем «Башни Эйнштейна». Оказалось, однако, что техника того времени делала задуманные им измерения невозможными. Только в 1960 году, в Гарварде, совсем другая группа ученых получила это новое подтверждение истинности теории Эйнштейна.

Примечания

Эти примечания предназначены для тех, кто желает узнать побольше. Одни из них вполне серьезны: почему Том Стоппард совершенно неправ, используя теорию относительности для подкрепления высказываемых в его пьесах нравственных воззрений; каковы глубинные связи, существующие между теорией относительности, термодинамикой и Талмудом; насколько близко подошли в действительности немцы к тому, чтобы овладеть атомным оружием? Другие более легковесны, хотя, по своему, также не лишены значительности: я испытал удовольствие, узнав, что на Луне находятся кое-какие части немецкого военного корабля времен Первой мировой войны; что уравнения Максвелла записаны вовсе не Максвеллом; что Фарадей никогда не произносил фразу: «Ну как же, премьер-министр, настанет день и вы сможете облагать его налогом»; и даже причину, по которой Эйнштейн не любил называть то, что он создал, «теорией относительности».

Предисловие

С. 3 «Эйнштейн объяснял мне свою теорию каждый день…»: Carl Seelig, «Albert Einstein: A Documentary Biography»[11] (London: Staples Press, 1956), pp. 80–81.

C. 4 «Джордж Маршалл позаботился о том…»: Leslie Groves, «Now It Can Be Told: The Story of the Manhattan Project»[12] (London: Andre Deutsch, 1963), pp. 199–201; Andrew Deutsch; см. также Samuel Goudsmit, «Alsos: The Failure in German Science»[13] (London: Sigma Books, 1947), p. 13.

Глава 1 Бернское бюро патентов, 1905

C. 6 Письмо к Профессору Вильгельму Оствальду: «Collected Papers of Albert Einstein, Vol. I, The Early Years»: 1879–1902[14], пер. Anna Beck; консультант Peter Havas (Princeton, N.J.: Princeton University Press, 1987), p. 164. Я добавил адрес Оствальда.

C. 7 «из вас никогда не выйдет ничего путного»: там же, p. xx.

С. 7 «Ваше присутствие в классе …«: Philipp Frank, «Einstein: His Life and Times»[15], пер. George Rosen (New York: Knopf, 1947, пересмотренное издание 1953), p. 17.

С. 7 «продемонстрировал вполне приличные достижения…»: Albrecht Fölsing, «Albert Einstein: A Biography»[16] (London: Viking Penguin, 1997), pp. 115-16.

С. 8 …шутливо называл своей кафедрой теоретической физики…: Эту фразу запомнил посетивший его Рудольф Ладенбург; Fölsing, «Albert Einstein», p. 222; см. также Anton Reiser, «Albert Einstein, a Biographical Portrait»[17] (New York: A. and C. Boni, 1930), p. 68.

С. 8 «Я очень любил его…»: Fölsing, Albert Einstein, p. 73.

С. 8 …ощущая «величайшее волнение»: Reiser, Einstein, p. 70.

С. 8 «Идея занятна и увлекательна, но я не знаю…»: Collected Papers, vol. 5, doс. 28. Друга звали Конрад Хабихт.

С. 8 Так появилось на свет E=mc2: Уравнение E=mc2 было записано Эйнштейном не в 1905 году. В тех символах, которыми он пользовался в то время, уравнение выглядело бы так: L=MV2. Но, что еще более важно, в 1905-м у Эйнштейна имелось лишь представление о том, что, излучая энергию, физическое тело будет терять при этом малое количество массы. Полное понимание того, что происходит и обратное, пришло лишь позже.

Во время Второй мировой войны, когда Эйнштейн записал копию своей главной, посвященной теории относительности статьи 1905 года, которую предполагалось продать с аукциона для приобретения облигаций военного займа, он, диктуя статью своей секретарше Элен Дукас, вдруг остановился спросил: «Неужели я так и выразился?». Она ответила что именно так. «Я мог бы сказать это намного проще». (Эта история рассказана в книге Banesh Hoffman, «Einstein, Creator and Rebel»[18] (New York: Viking, 1972), p. 209.

Глава 2. Е — это энергия

С. 10 Одним из людей, сыгравших важнейшую роль в изменении этого понятия…: Существовали и другие ученые, причастные к созданию идеи о сохранении энергии, однако я сосредоточил основное внимание на Фарадее, поскольку это давало мне возможность ввести понятие поля, наполняющего «пустое», по всей видимости, пространство, — понятие, столь важное для последующей работы Эйнштейна. Если вам хочется узнать побольше о других создателях этой идеи и связях между ними, начните со статьи Thomas Kuhn и Crosbie Smith «The Science of Energy», ссылка на которую приведена в «Руководстве по дальнейшему чтению». Воззрения Фарадея относительно того, в какой полноте сохраняется энергия, отличались от взглядов многих ученых более позднего времени; см. например, Joseph Agassi: «Faraday as Natural Philosopher»[19] (Chicago: University of Chicago Press, 1971).

С. 11 некий копенгагенский лектор обнаружил ныне…: Этим датчанином был Ханс Кристиан Эрстед и в большинстве учебников по физике говорится, что на свои результаты он «наткнулся случайно». Однако это невозможно: стрелка компаса не отклонялась бы, если бы компас был ориентирован под углом к электрическому проводу, или если бы по проводу протекал слишком малый ток, или если бы провод был медным и обладал слишком малым сопротивлением — и так далее. На самом деле Эрстед пытался обнаружить связь между электричеством и магнетизмом в течение восьми лет. Причина, по которой это обстоятельство так часто упускается из вида, состоит в том, что мотивы, которыми руководствовался Эрстед, были почерпнуты не у обычных ученых, а у Канта, Гёте (с его «избирательным сродством») и, в особенности, у Шеллинга. Однако Фарадей понимал, на что в действительности нацелился Эрстед.

Отметим, что успех Эрстеда отнюдь не означает успешности любой вненаучной мотивации. Важна еще и способность объективного оценивания того, что такая мотивация предполагает. Эйнштейн великолепно умел делать это, особенно в молодые годы: изучение трудов Юма наделило его способностью видеть, насколько произвольны взаимопереплетающиеся определения, которыми пользовались физики, и каким натяжкам они порой подвергаются; любовь к Спинозе постоянно и настоятельно напоминала ему об упорядоченной красоте, которая ожидает нас во вселенной. Гёте, напротив, почти всегда демонстрировал слабость по части использования философии в науке и потратил годы на теорию зрительного восприятия, исходя просто-напросто из уверенности в том, что она «должна» быть справедливой. Старая поговорка гласит, что для занятий математикой человеку нужны бумага, карандаш и мусорная корзинка, а для занятий философией достаточно и бумаги с карандашом.

С. 11 «Вы знаете меня хорошо или даже лучше…»: цитата из письма Фарадея Саре Бернар; «The Correspondence of Michael Faraday, vol. I»[20], ред. Frank A. J. L. James (London: Institute of Electrical Engineering, 1991), p. 199.

С. 12 Вера, в которой он был воспитан, внушала ему мысль о…: Это моя собственная интерпретация, основанная на представлениях когнитивной антропологии относительно корреляций между социальным поведением и идеологией. О более общепринятых воззрениях см. работу Cantor: «Michael Faraday, Sandemanian and Scientis»[21], ссылка на которую приведена в «Руководстве по дальнейшему чтению».

С. 12 «Ну как же, премьер-министр, настанет день и вы сможете облагать его налогом»: История забавная, способная доставить удовольствие любому неравнодушному к технике человеку, однако ни в письмах Фарадея, ни в письмах знавших его людей, ни в одной газетной статье того времени и ни в одной из биографий, написанных людьми, близкими к Фарадею, эта фраза не встречается. Американские авторы часто говорят о том, что она была обращена к Гладстону, однако это маловероятно, поскольку Гладстон стал премьер-министром через сорок семь лет после того, как Фарадей совершил свое открытие, а к тому времени электрические устройства уже получили немалое распространение. Да и правительство Британии давно осознало, что промышленные новшества делают его лишь более сильным.